Городские канализационные сети. Что дает учет их гидравлического потенциала?

Городские канализационные сети. Что дает учет их гидравлического потенциала?

Канализационные сети — это инженерные системы, предназначенные для отведения стоков на очистные сооружения перед их сбросом в водоем. В зависимости от происхождения и состава примесей сточные воды делятся на: хозяйственно-бытовые, производственные (промышленные) и поверхностные (дождевые).

Канализационные сети большинства городов были построены более 50 лет назад и в настоящее время уже выработали свой амортизационный срок. При этом интенсивная застройка городских территорий неуклонно возрастает в связи с потребностью населения в жилье. Однако возможности канализационных сетей обеспечивать отведение сточных вод в режимах, регламентированных требованиями СП 32.13330.2012, в настоящее время никем не контролируются.

Введем понятие — гидравлический потенциал канализационной сети. Это —основная характеристика сети, вне зависимости от ее назначения, определяющая ее способность надежно и экономично обеспечивать отведение стоков на очистку перед их сбросом в водоем в режимах, регламентированных нормативными требованиями.

До настоящего времени канализационные сети рассматривались как трубопроводные системы, предназначенные для отведения хозяйственно-бытовых, производственных или поверхностных сточных вод. Однако износ сетей, изменение грунтовых условий и нарушение гидравлических режимов транспортирования по ним сточных вод способствуют образованию закупорок, отложениям на внутренней поверхности труб и разгерметизации стыковых соединений. Последнее является причиной поступления в канализационные сети дополнительного объема инфильтрационных и грунтовых вод.

Вследствие этого возрастает дополнительный объем эксплуатационных затрат предприятий. Владельцев трубопроводов на транспортирование и очистку стоков и изменяются гидравлические характеристики сетей. Наполнение в трубах и величины экономичных скоростей транспортирования стоков. В конечном счете это приводит к отказу в выдаче технических условий на подключение вновь построенных сетей к городским сетям канализации.

Поэтому для предприятий, эксплуатирующих сети и очистные сооружения канализации, назрела необходимость проведения количественной оценки эффективности работы канализационных сетей и смотровых колодцев на них, для чего потребуется решение следующих задач:

— проведение паспортизации канализационных сетей, включая выявление участков с низкими скоростями транспортирования стоков, определяемыми с помощью переносных расходомеров (например, Mainstream-IV), для обоснования очередности проведения капитального ремонта участников городской канализации, включая выбор способа ее ремонта;

— установление и анализ причин, которые привели к изменению гидравлических характеристик сети и разработка рекомендаций по устранению этих причин;

— разработка методики выдачи технически обоснованных условий на подключение новых потребителей услуг к действующим городским канализационным сетям с учетом их гидравлического потенциала.

Что следует понимать под гидравлическим потенциалом канализационной сети?

Это набор гидравлических характеристик сети, характеризующий экономичный режим скоростей потока сточных вод (незаиливающихся) при рекомендованных наполнениях в трубах. В таблице 1 приведены две главные характеристики: минимальные экономичные скорости движения сточных вод и наполнения в трубах h/d.

Городские канализационные сети. Что дает учет их гидравлического потенциала?
*Для дождевых канализационных сетей следует принимать Vmin = 0,6 м/с.

 

 

 

 

Наибольшую расчетную скорость в трубах из различных материалов следует принимать:

—  для пластмассовых — 8 м/с;

— для бетонных, железобетонных и асбестоцементных — 4 м/с;

— для дождевой канализации, соответственно — 10 м/с для пластмассовых труб и

7 м/с для бетонных, железобетонных и асбестоцементных труб.

Определим гидравлический потенциал канализационной сети для конкретного примера.

Условия задачи следующие.

Требуется определить гидравлический потенциал сети и выдать технические условия на подключение вновь построенной хозяйственно-бытовой канализационной сети, проложенной с уклоном = 0,008 из полипропиленовых гофрированных труб диаметром dвн.173,5 мм (dнар. = 200 мм), пропускающей расход q1 = 20,0 л/с (h/dвн = 0,6).

по внутриквартальной сети из полимерных труб, проложенных с уклоном = 0,008, диаметром dвн. = 348,1 мм (dнар. = 400 мм), пропускающей расход q2 = 120,0 л/с (h/dвн = 0,6).

Решение задачи

  • Определим значение экономичной (смываемой) скорости потока V, м/с и
    трубопровода dнар. = 400 мм, к которому предполагается подключение расхода

q1 = 20,0 л/с.

Суммарный расход составит qсум. = q1 + q2 = 140 л/с при V сум.  = 2,1 м/с, (h/dвн = 0,65) [4]

  • Сравниваем значения этих величин с рекомендуемыми по нормативу значениями [1].
  • Так как гидравлический потенциал сети обеспечивает пропуск суммарного расхода qсум. = 140 л/с с Vсум= 2,1 м/с при (h/dвн = 0,65), то подключение вновь построенной сети диаметром dнар. = 200 мм к коллектору диаметром dнар. = 400 мм возможно, т. к. гидравлический потенциал сети обеспечивает пропуск такого расхода с экономичными скоростями при рекомендованном наполнении в трубах.

Таким образом, учет гидравлического потенциала городских канализационных сетей позволяет:

  1. выявить и предупредить возникновение на сетях аварийных ситуаций за счет предварительного проведения инструментального контроля значений величин скоростей и наполнений в трубах;
  2. установить причины, которые привели к изменению гидравлического потенциала сети (экономичных скоростей и наполнений в трубах) и разработать рекомендации по их устранению;
  3. выявить участки сети после ее паспортизации на основе проведения гидродинамической очистки, телевизионной диагностики и измерения фактических расходов и наполнений в трубах и разработать рекомендации по восстановлению их гидравлического потенциала (экономичных скоростей и наполнений в трубах);
  4. выдавать технические условия на подключение вновь построенных сетей только на основе проведения анализа гидравлического потенциала сети, к которой предполагается подключить вновь построенный трубопровод.

Автор: О. А. Продоус, генеральный директор ООО «Компания ИНКО»

Информация с сайта journal-is.ru